石油化工裝置無損檢測方法新進展研究

劉增 王金瑞

【摘 ?要】隨著社會的進步及市場經(jīng)濟的發(fā)展，石油、天然氣等能源型資源在人們生產(chǎn)、生活過程中的重要性與必要性日益突出，這樣的背景下，石油化工行業(yè)取得了巨大的進步，并得到了更加廣闊的發(fā)展前景，無損檢測技術(shù)為確保石油化工裝置的長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)、促進石油化工企業(yè)經(jīng)濟效益的提高做出了重要貢獻。

【關(guān)鍵詞】石油化工裝置;無損檢測方法;新進展

1石油化工裝置無損檢測分析

在石油化工裝置的建設(shè)過程中，無損檢測作為一個關(guān)鍵工序，其能夠確保該石油化工設(shè)備的焊接質(zhì)量以及運行穩(wěn)定性。而借助于無損檢測，其能夠?qū)σ恍┤庋劭床坏降那闆r進行有效檢測，并可以對該石油化工裝置所存在的超標(biāo)缺陷進行有效的處理，從而達到進一步提升工程建設(shè)質(zhì)量的效果。在無損檢測工作中，其所需要關(guān)注的重點有壓力管道、鍋爐與各種壓力容器，并占據(jù)了所有檢測量的八成左右，也是石油化工裝置在運行過程中最容易出現(xiàn)問題的地方。因此為了取得一個良好的無損檢測效果，也就需要對上述的重點內(nèi)容進行精心策劃，并且對其檢測的內(nèi)容以及施工管理流程進行嚴格的控制。此外石油化工裝置無損檢測工作還存在著工作量大以及作業(yè)面廣等難點，并且存在有檢測時間有限以及監(jiān)測點不夠集中等各種問題。此外在檢測過程中所使用的探傷射線也會給人體造成較大的損害。因此在進行無損檢測時多選用晚上來進行，來避免影響到該石油化工企業(yè)的日常生產(chǎn)。但是在晚上進行無損檢測時檢測難度會得到進一步的提升，檢測進度也會受到很大的影響。

2石油化工裝置無損檢測方法

2.1超聲檢測

由于超聲比可聽聲音頻率高，它便有一些可利用的特點以供人們研究其規(guī)律。超聲的第一個特點就是不在人耳的聽力范圍內(nèi)，人耳聽不到超聲的聲音。超聲的第二個特點是波長小。超聲波的第三個特點是可以與其他物質(zhì)在特定的條件下可相互反應(yīng)，例如“弛豫效應(yīng)”，就只會產(chǎn)生在高頻率的范圍。超聲會在液體中會產(chǎn)生大量小氣泡，這些氣泡處于非穩(wěn)定狀態(tài)，在聲壓達到某個閾值時會發(fā)生崩潰，現(xiàn)象氣泡在快速崩潰的瞬間會產(chǎn)生局部的高溫高壓，即產(chǎn)生數(shù)百個大氣壓的高壓激波。高溫和高壓的條件下則可以使氣泡內(nèi)因放點而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。超聲波的振動頻率特別高，但傳播速度是一致的，因此超聲波的波長會有特別的小。于是對于超聲波就有兩個特別高的要求。一是對聲源的尺寸要求很低，就可以產(chǎn)生指向性較窄且長的聲波。例如手電筒發(fā)射的光窄且長，光線集中不易發(fā)散;而電燈泡所發(fā)射的光則寬且發(fā)散。在實際工程應(yīng)用中，很多需要使用較為集中的聲波。如要要生產(chǎn)聲波，振動源的尺寸通常要比聲波長幾倍，而1MHz的聲波在水中的波長大概為1.4mm，這時就體現(xiàn)出波長短的好處了。超聲波長小的第二點重要后果是，當(dāng)聲波在傳播中遇到障礙物時，聲波將不再按原方向進行傳播，而是有一部分聲波向障礙物的四周散播開來。隨著障礙物的線度與聲波波長的比值變大，聲波散射后的分布也會隨著變化。例如根據(jù)散射規(guī)律使用超聲波制作的一種聲吶系統(tǒng)，甚至可以描繪出被探測物的形狀。固體中的超聲散射則被廣泛應(yīng)用與無損檢測中來，金屬構(gòu)件的表面缺陷例如裂紋、缺損等都成為固體中的散射體。

2.2磁粉檢測

磁粉探傷方法僅限于應(yīng)用在鐵磁性物質(zhì)（即鐵、鈷、鎳和它們的合金材料）的表面或者近表面探傷（奧氏體不銹鋼除外），能發(fā)現(xiàn)據(jù)表面深為幾毫米的裂紋、折迭、夾層、夾渣等缺陷。在磁粉檢測中，磁場的獲得一般有兩種方法，即：電流直接通過工件產(chǎn)生的磁場作為工件的充磁磁場。磁粉法主要步驟是，磁化樣品，在樣品上噴灑某些含鐵化合物的磁粉。根據(jù)對粉末集中的區(qū)域來檢測缺陷。目前各類型的磁粉探測技術(shù)根據(jù)一下機電來進行分類：（1）磁化電流的大小。（2）磁化電流的類型，即說明所用電流是直流、脈動電流還是交變電流等。（3）磁粉的類型，即磁粉的顏色、形狀和尺寸，可以用明亮的染料或熒光原料把磁粉染色。磁粉也可以有各種大小的尺寸，最大直徑不能超過60-40，這主要是由磁化儀器把磁粉吸附在缺陷上的能力所決定。此外，磁粉可以是圓形的也可以是細長的，但圓形磁粉比細長磁粉流動性好。而細長磁粉則比圓形磁粉更強的吸附在缺陷上。因此，實際中常常把它們混合起來使用達到既能吸附磁粉又使磁粉流動性好的作用。（4）磁粉應(yīng)用的方法，即說明磁粉在應(yīng)用時是干燥的還是把它懸浮在液體里（常叫做“干粉法”和“濕粉法”）。（5）磁粉的實際應(yīng)用步驟，即磁粉噴到工件上是在通過磁化電流時還是在磁化電流已經(jīng)停止后（長叫做“連續(xù)”法和“剩余”法）。（6）相對于樣品的磁化方向，即說明磁化方向是“縱向的”、還是“周向”或“旋轉(zhuǎn)”的磁化。（7）靈敏度，即定義一個最小可探測到的缺陷，但這最小缺陷可以通過調(diào)節(jié)上面所說參數(shù)中的任何一個或全部來完成。

2.3射線檢測

射線檢測為常用五大常規(guī)無損檢測方法之一，它可以檢查金屬或者非金屬。X射線與 射線是射線檢測常用的兩種射線，它們都是易于穿透物體的射線，當(dāng)使用強度均勻的射線穿透物體時，如果物體出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷損傷，損傷位置會改變物體對射線的衰減程度，使得有無損傷位置的穿透射線強度不同，由此可以判斷有無缺陷。使用穿透后的射線在膠片上感光成像，就可以得到與內(nèi)部損傷相應(yīng)的圖象。甚至可以判斷損傷的位置、大小與損傷程度。這種將透過物體的射線直接在膠片上感光的方法也叫直接照相法。此外還有透視法和間接照相法。要識別微小的缺陷，用直接照相法效果最為理想。

3石油化工裝置中射線檢測技術(shù)的新發(fā)展

3.1數(shù)字射線照相技術(shù)時代

3.1.1數(shù)字射線照相技術(shù)的優(yōu)點

20世紀80年代出現(xiàn)了數(shù)字射線照相技術(shù)，之后根據(jù)工業(yè)需求積極改進，主要優(yōu)點為其一有利于存檔圖像數(shù)據(jù);其二方便記錄報告結(jié)果;其三可以對信息實現(xiàn)共享;其四容易實現(xiàn)自動化檢測;其五可以自動識別缺陷;其六加強處理數(shù)字;其七不需要消耗品以及化學(xué)藥品;其八曝光時間短暫。

3.1.2數(shù)字射線照相技術(shù)成像系統(tǒng)及工作原理

第一，底片掃描法。底片掃描法就是高分辨率掃描射線照相底片，把射線照相底片上的影像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像。數(shù)字化底片影像之后掃面至計算機，不但可以保留底片高分辨率的優(yōu)勢，還能夠利用數(shù)字加強處理方式令射線照相底片信息量有效增加。可以改變這一掃描的像素芯距，擁有良好的空間線性。第二，CR成像系統(tǒng)。這一系統(tǒng)并不是將傳統(tǒng)醫(yī)用或者工業(yè)射線膠片對信息進行記錄與顯示，而是應(yīng)用可記錄，并且通過激光讀取射線影像信息的熒光成像板作為載體，通過射線曝光以及CR掃描器激光掃描讀取信息，和影像處理軟件配套通過計算機完成處理圖像，進一步產(chǎn)生數(shù)字式二維平面圖像。

3.2今后重點應(yīng)用的技術(shù)

21世紀初期，下述無損檢測技術(shù)將會得到積極應(yīng)用與深入研究：首先是數(shù)字X射線實時檢測系統(tǒng)在在役檢驗與過程控制、制造等領(lǐng)域中的應(yīng)用;其次是射線檢測系統(tǒng)，其是一種有效利用NDI工作站、具有交換數(shù)據(jù)以及計算機化的無損檢測方法;再次是小型、低成本的CT系統(tǒng);然后是放大微焦點成像的X射線成像檢驗系統(tǒng);最后是X射線攝像機，其是一種高靈敏度、小型的無損檢測技術(shù)。

4結(jié)束語

總之，對于石油化工企業(yè)來說，確保石油化工裝置的長期、安全、穩(wěn)定運行，是收獲最佳經(jīng)濟效益的重要前提與基礎(chǔ)，無損檢測技術(shù)為確保石油化工裝置的長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)做出了重要貢獻，因此，必須加強對石油化工裝置無損檢測方法的研究與重視。

參考文獻：

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（作者單位：河北華建檢測試驗有限責(zé)任公司）